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…………○…………內…………○…………裝…………○…………內…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………※※請※※不※※要※※在※※裝※※訂※※線※※內※※答※※題※※…………○…………外…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………第=page22頁,總=sectionpages22頁第=page11頁,總=sectionpages11頁2025年湘教新版拓展型課程化學下冊階段測試試卷含答案考試試卷考試范圍:全部知識點;考試時間:120分鐘學校:______姓名:______班級:______考號:______總分欄題號一二三四五總分得分評卷人得分一、選擇題(共6題,共12分)1、下列溶液中各微粒濃度關系正確的是A.室溫下,pH=4的0.1mol/L的NaHC2O4溶液中:c()>c(H+)>c(H2C2O4)>c()B.0.1mol/L的CH3COONH4溶液中:c(CH3COO?)+c(CH3COOH)=c(NH3?H2O)+c()C.同溫下,兩種鹽溶液的濃度相同且pH(NaX)>pH(NaY),則c(X?)+c(OH?)>c(Y?)+c(OH?)D.向含有BaSO4、BaCO3的飽和溶液中加入少量的Ba(NO3)2,溶液中的值減小(已知:Ksp(BaSO4)=1.1×10-10;Ksp(BaCO3)=2.58×10-9)2、下列說法中正確的是()A.氣體單質中,一定有鍵,可能有鍵B.PCl3分子是非極性分子C.氫鍵鍵長一般定義為的長度D.的模型與離子的空間立體構型一致3、工業上可通過甲醇羰基化法制取甲酸甲酯(HCOOCH3):CH3OH(g)+CO(g)?HCOOCH3(g)。在容積固定的密閉容器中,投入等物質的量CH3OH和CO;測得相同時間內CO的轉化率隨溫度變化如圖所示。下列說法正確的是。
A.加入甲醇蒸氣,甲醇轉化率增大B.b點反應速率υ正=υ逆C.平衡常數K(75℃)<K(85℃)D.反應速率υb逆<υd逆4、下列有關實驗設計或操作;觀察或記錄、結論或解釋都正確的是。
。選項。
實驗設計或操作。
觀察或記錄。
結論或解釋。
A.
將少量濃硝酸分多次加入Cu和稀硫酸的混合液中。
產生紅棕色氣體。
硝酸的還原產物是NO2
B.
某粉末用酒精潤濕后;用鉑絲蘸取做焰色反應。
火焰呈黃色。
該粉末一定不含鉀鹽。
C.
將Na2O2裹入棉花中,放入充滿CO2的集氣瓶中。
棉花燃燒。
Na2O2與CO2的反應為放熱反應。
D.
將過量的CO2通入CaCl2溶液中。
無白色沉淀出現。
生成的Ca(HCO3)2可溶于水。
A.AB.BC.CD.DA.B.BC.C5、下列實驗裝置與操作正確的是。
A.用圖1所示裝置分離四氯化碳和水B.用圖2所示裝置干燥氨氣C.用圖3所示裝置做制取氯氣的發生裝置D.用圖4所示裝置驗證物質的酸性:HCl>H2CO3>H2SiO36、下列氣體不能用排水法收集的是A.O2B.H2C.NH3D.NO評卷人得分二、填空題(共6題,共12分)7、根據所學知識回答下列問題。
(1)0.1mol?L-1的NaHCO3溶液中各離子的濃度由大到小的順序為__。
(2)已知:常溫時,H2R的電離平衡常數Ka1=1.23×10-2,Ka2=5.60×10-8,則0.1mol?L-1的NaHR溶液顯__(填“酸”;“中”或“堿”)性。
(3)實驗室用AlCl3(s)配制AlCl3溶液的操作為__,若將AlCl3溶液蒸干并灼燒至恒重;得到的物質為___(填化學式)。
(4)25℃時,將足量氯化銀分別放入下列4種溶液中,充分攪拌后,銀離子濃度由大到小的順序是___(填標號);③中銀離子的濃度為_____mol?L-1。(氯化銀的Ksp=1.8×10-10)
①100mL0.1mol?L-1鹽酸②100mL0.2mol?L-1AgNO3溶液。
③100mL0.1mol?L-1氯化鋁溶液④100mL蒸餾水8、晶體硼熔點為1873K;其結構單元為正二十面體,結構如圖所示。氮化硼(BN)有多種相結構,例如六方相氮化硼與立方相氮化硼,結構如圖所示,六方相氮化硼與石墨相似,具有層狀結構;立方相氮化硼是超硬材料。回答下列問題:
(1)基態硼原子有___種不同能量的電子,第二周期中,第一電離能介于硼元素與氮元素之間的元素有___種。
(2)晶體硼為___(填晶體類型),結構單元由___個硼原子構成,共含有___個B-B鍵。
(3)關于氮化硼兩種晶體的說法,正確的是___。
a.立方相氮化硼含有σ鍵和π鍵。
b.六方相氮化硼層間作用力小;所以質地軟。
c.兩種晶體均為分子晶體。
d.兩種晶體中的B-N鍵均為共價鍵。
(4)NH4BF4是合成氮化硼納米管的原料之一,1molNH4BF4含有___mol配位鍵。9、某有機物的結構簡式如圖所示:
(1)1mol該有機物和過量的金屬鈉反應最多可以生成________H2。
(2)該物質最多消耗Na、NaOH、NaHCO3的物質的量之比為________。10、連二亞硫酸鈉(Na2S2O4)俗稱保險粉,是白色砂狀或淡黃色粉末狀固體,易溶于水、不溶于醇,該物質具有強還原性,在空氣中易被氧化為NaHSO4,75℃以上會分解產生SO2。是重要的有機合成原料和漂白劑。
制取Na2S2O4常用甲酸鈉法:控制溫度60~70℃,在甲酸鈉(HCOONa)的甲醇溶液中,邊攪拌邊滴加Na2CO3甲醇溶液,同時通入SO2,即可生成Na2S2O4。反應原理如下:2HCOONa+4SO2+Na2CO3=2Na2S2O4+H2O+3CO2
(1)如圖,要制備并收集干燥純凈的SO2氣體,接口連接的順序為:a接__,__接__,__接__。制備SO2的化學方程式為___。
(2)實驗室用圖裝置制備Na2S2O4。
①Na2S2O4中硫元素的化合價為___。
②儀器A的名稱是___。
③水浴加熱前要通一段時間N2,目的是___。
④為得到較純的連二亞硫酸鈉,需要對在過濾時得到的連二亞硫酸鈉進行洗滌,洗滌的方法是___。
⑤若實驗中所用Na2SO3的質量為6.3g,充分反應后,最終得到mg純凈的連二亞硫酸鈉,則連二亞硫酸鈉的產率為___(用含m的代數式表示)。11、某化學小組用下列裝置和試劑進行實驗,探究O2與KI溶液發生反應的條件。
供選試劑:質量分數為30%的H2O2溶液、0.1mol·L-1的H2SO4溶液、MnO2固體、KMnO4固體。
(1)小組同學設計甲;乙、丙三組實驗;記錄如下:
。
操作。
現象。
甲。
向裝置I的錐形瓶中加入MnO2固體,向裝置I的____中加入質量分數為30%的H2O2溶液;連接裝置I;III,打開活塞。
裝置I中產生無色氣體并伴隨大量白霧;裝置III中有氣泡冒出;溶液迅速變藍。
乙。
向裝置II中加入KMnO4固體;連接裝置II;III,點燃酒精燈。
裝置III中有氣泡冒出;溶液不變藍。
丙。
向裝置II中加入____,向裝置III中再加入適量0.1mol·L-1的H2SO4溶液;連接裝置II;III,點燃酒精燈。
裝置III中有氣泡冒出;溶液變藍。
(2)丙實驗中O2與KI溶液反應的離子方程式為___________________________________。
(3)對比乙、丙實驗可知,O2與KI溶液發生反應的適宜條件是__________。為進一步探究該條件對反應速率的影響;可采取的實驗措施是____________________________。
(4)由甲、乙、丙三組實驗推測,甲實驗中可能是I中的白霧使溶液變藍。為了驗證推測,可將裝置I中產生的氣體通入_________(填字母)溶液中,依據實驗現象來證明白霧中含有H2O2。A.酸性KMnO4B.FeCl2C.H2S(5)資料顯示:KI溶液在空氣中久置的過程中會被緩慢氧化:4KI+O2+2H2O=2I2+4KOH。該小組同學取20mL久置的KI溶液,向其中加入幾滴淀粉溶液,結果沒有觀察到溶液顏色變藍,他們猜想可能是發生了反應___________________________________(寫離子方程式)造成的,請設計實驗證明他們的猜想是否正確:___________________________________。12、根據所學知識回答下列問題。
(1)0.1mol?L-1的NaHCO3溶液中各離子的濃度由大到小的順序為__。
(2)已知:常溫時,H2R的電離平衡常數Ka1=1.23×10-2,Ka2=5.60×10-8,則0.1mol?L-1的NaHR溶液顯__(填“酸”;“中”或“堿”)性。
(3)實驗室用AlCl3(s)配制AlCl3溶液的操作為__,若將AlCl3溶液蒸干并灼燒至恒重;得到的物質為___(填化學式)。
(4)25℃時,將足量氯化銀分別放入下列4種溶液中,充分攪拌后,銀離子濃度由大到小的順序是___(填標號);③中銀離子的濃度為_____mol?L-1。(氯化銀的Ksp=1.8×10-10)
①100mL0.1mol?L-1鹽酸②100mL0.2mol?L-1AgNO3溶液。
③100mL0.1mol?L-1氯化鋁溶液④100mL蒸餾水評卷人得分三、原理綜合題(共8題,共16分)13、醋酸乙烯(CH3COOCH=CH2)是一種重要的有機化工原料,以二甲醚(CH3OCH3)與合成氣(CO、H2)為原料,醋酸鋰;碘甲烷等為催化劑;在高壓反應釜中一步合成醋酸乙烯及醋酸。回答下列問題:
(1)常溫下,將濃度均為amol/L的醋酸鋰溶液和醋酸溶液等體積混合,測得混合液的pH=b,則混合液中c(CH3COO-)=______mol/L(列出計算式即可)。
(2)合成二甲醚:Ⅰ.2H2(g)+CO(g)=CH3OH(g)ΔH1=-91.8kJ/mol;
Ⅱ.2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH2=-23.5kJ/mol;
Ⅲ.CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)ΔH3=-41.3kJ/mol.
已知:H-H的鍵能為436kJ/mol,C=O的鍵能為803kJ/mol,H-O的鍵能為464kJ/mol,則C≡O的鍵能為_____kJ/mol.
(3)二甲醚(DME)與合成氣一步法合成醋酸乙烯(VAC)的反應方程式為2CH3OCH3(g)+4CO(g)+H2(g)CH3COOCH=CH2(g)+2CH3COOH(g),T℃時,向2L恒容密閉反應釜中加入0.2molCH3OCH3、0.4molCO、0.1molH2發生上述反應,10min達到化學平衡;測得VAC的物質的量分數為10%。
①0~10min內,用CO濃度變化表示的平均反應速率v(CO)=______;該溫度下,該反應的平衡常數K=__________。
②下列能說明該反應達到平衡狀態的是______(填選項字母)。
A、V正(DME)=v逆(H2)≠0B;混合氣體的密度不再變化。
C、混合氣體的平均相對分子質量不再變化D;c(CO):c(VAC)=4:1
③如圖是反應溫度對二甲醚(DME)的轉化率和醋酸乙烯(VAC)選擇性(醋酸乙烯的選擇性Svac=)的影響,該反應的ΔH______0(填“>”“<”或“=”);控制的最佳溫度是___________.
④保持溫度不變,向反應釜中通入氬氣增大壓強,則化學平衡______(填“向正反應方向”“向逆反應方向"或“不”)移動。
14、十九大報告提出“要像對待生命一樣對待生態環境”;對硫;氮等元素形成的有毒有害氣體進行處理成為科學研究熱點。請回答下列問題:
Ⅰ.SO2主要來源于含硫燃料的燃燒,燃煤發電廠常利用反應2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)2CaSO4(s)+2CO2(g)ΔH=-681.8kJ/mol對煤進行脫硫處理以減少SO2的排放。T℃時,將煤燃燒產生的氣體收集于一密閉容器中,發生上述反應,測得各物質的濃度與反應時間的關系如下:。時間(min)
濃度(mol?L-1)01020304050O21.000.790.600.600.640.64CO200.420.800.800.880.88
(1)10~20min內,平均反應速率v(SO2)=__;升高溫度,該反應的平衡常數K__(填“增大”“減小”或“不變”)。
(2)30min后,只改變某一條件,反應重新達到平衡。根據上表中的數據判斷,改變的條件可能是___(填字母)。
A.通入一定量的O2
B.加入一定量的碳酸鈣粉末。
C.適當縮小容器的體積。
D.加入合適的催化劑。
Ⅱ.NOx的排放主要來自于汽車尾氣,NOx的脫除方法基本一致;即設法將其轉化為氮氣。
(3)已知:2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)ΔH1=-113kJ/mol
6NO2(g)+O3(g)=3N2O5(g)ΔH2=-227kJ/mol
4NO2(g)+O2(g)=2N2O5(g)ΔH3=-57kJ/mol
則2O3(g)=3O2(g)是___反應(填“放熱”或“吸熱”),O3氧化脫除氮氧化物的總反應是NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g)ΔH4=___kJ/mol,最后將NO2與恰當的還原劑反應轉化為N2而脫除。
(4)常見的汽車尾氣處理原理是使尾氣(含適當比例的NO;CO)通過裝有高效催化劑的處理裝置;發生反應:
2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)。請根據以下相關數據,分析采用此法能否有效消除NO、CO尾氣污染___(填“能”或“否”),理由是__(通過必要的計算加以說明)。反應25℃時的平衡常數反應I:2NO(g)N2(g)+O2(g)K1=1×1030反應II:2CO2(g)2CO(g)+O2(g)K2=1×10-92
(5)用NH3催化還原NOx也可以消除氮氧化物的污染,其反應原理為:NO(g)+NO2(g)+2NH3(g)2N2(g)+3H2O(g)。一定溫度下,在某恒定壓強為P的密閉容器中充入一定量的NO、NO2和NH3,達到平衡狀態后,容器中含n(NO)=amol,n(NO2)=2amol,n(NH3)=2amol,n(N2)=2bmol,且N2(g)的體積分數為請計算此時的平衡常數Kp=__(用只含P的代數式表示,且化至最簡式。已知:對于有氣體參加的反應,可用某組分的平衡分壓代替物質的量濃度計算平衡常數,記作KP。某組分的平衡分壓=P×該組分的物質的量分數)。15、目前工業上可利用CO或CO2來生產燃料甲醇,某研究小組對下列有關甲醇制取的三條化學反應原理進行探究。已知在不同溫度下的化學反應。平衡常數(K1、K2、K3)如表所示:。化學反應焓變平衡常數溫度/℃500700800500700800①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)△H1K12.50.340.15②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H2K21.01.702.52③CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H3K3
請回答下列問題:
(1)反應②是_______(填“吸熱”或“放熱”)反應。
(2)根據反應①與②可推導出K3、K1與K2之間的關系,則K3=____(用K1、K2表示);根據反應③判斷△S______0(填“>”、“=”或“<”),在___(填“較高”或“較低”)溫度下有利于該反應自發進行。
(3)要使反應③在一定條件下建立的平衡逆向移動,可采取的措施有___(填字母序號)。
A.縮小反應容器的容積。
B.擴大反應容器的容積。
C.升高溫度。
D.使用合適的催化劑。
E.從平衡體系中及時分離出CH3OH
(4)500℃時測得反應③在某時刻,H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的濃度(mol·L-1)分別為0.8、0.1、0.3、0.15,則此時v正___v逆(填“>”;“=”或“<”)。
(5)根據上述表格測得焓變,下列能量關系圖合理的是___。
16、近年來;全球丙烯需求快速增長,研究丙烷制丙烯有著重要的意義。
相關反應有:
Ⅰ.C3H8在無氧條件下直接脫氫:C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)?H1=+124kJ·mol?1
Ⅱ.逆水煤氣變換:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)?H2
Ⅲ.CO2氧化C3H8脫氫制取丙烯:C3H8(g)+CO2(g)C3H6(g)+CO(g)+H2O(g)?H3
已知:CO和H2的燃燒熱分別為?283.0kJ·mol?1、?285.8kJ·mol?1;
H2O(g)=H2O(l)?H=?44kJ·mol?1
請回答:
(1)反應Ⅱ的?H2=___________kJ·mol?1。
(2)下列說法正確的是___________
A.升高溫度反應Ⅰ的平衡常數增大。
B.選擇合適的催化劑可以提高丙烷平衡轉化率和丙烯選擇性。
C.反應Ⅱ能自發,則?S<0
D.恒溫恒壓下通入水蒸氣有利于提高丙烷轉化率。
(3)在不同壓強下(0.1MPa、0.01MPa),反應Ⅰ中丙烷和丙烯的物質的量分數隨溫度變化如圖所示,請計算556℃反應Ⅰ的平衡常數Kp=___________(對于氣相反應,用某組分B的平衡壓強p(B)代替物質的量濃度c(B)也可表示平衡常數,記作Kp;如p(B)=p·x(B),p為平衡總壓強,x(B)為平衡系統中B的物質的量分數)。
(4)反應Ⅰ須在高溫下進行,但溫度過高時易發生副反應,導致丙烯選擇性降低,且高溫將加劇催化劑表面積炭,導致催化劑迅速失活。工業上常用CO2氧化C3H8脫氫制取丙烯。請說明原因:________。
(5)研究表明,二氧化碳氧化丙烷脫氫制取丙烯可采用鉻的氧化物為催化劑,其反應機理如圖所示。該工藝可以有效消除催化劑表面的積碳,維持催化劑活性,原因是_____。
17、2019年10月27日;國際清潔能源會議(ICCE2019)在北京開幕,碳化學成為這次會議的重要議程。甲醇;甲醛(HCHO)等碳化合物在化工、醫藥、能源等方面都有廣泛的應用。
(1)甲醇脫氫法可制備甲醛(反應體系中各物質均為氣態);反應生成1molHCHO過程中能量變化如圖1。
已知:
則反應_______
(2)氧化劑可處理甲醛污染,結合圖2分析春季(水溫約為15℃)應急處理被甲醛污染的水源應選擇的試劑_______(填化學式)。
(3)納米二氧化鈦催化劑可用于工業上合成甲醇:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)?H=akJ?mol-1。
①按投料比將H2與CO充入VL恒容密閉容器中,在一定條件下發生反應,測定CO的平衡轉化率與溫度、壓強的關系如圖3所示。則a=_______(填“>”或“<”)0;壓強由小到大的關系是_______。
②在溫度為T1℃,向某恒容密閉容器中充入H2和CO發生上述反應,起始時達到平衡時,CO的轉化率為圖3中的M點對應的轉化率,則在該溫度下,對應的N點的平衡常數為_______(保留3位有效數字)。
(4)工業上利用CH4(混有CO和H2)與水蒸氣在一定條件下制取H2:CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)?H=+203kJ?mol-1.該反應的逆反應速率表達式為為速率常數,在某溫度下測得實驗數據如下表所示:。CO濃度()H2濃度()逆反應速率()0.1c18.0c2c116.0c20.156.75
由上述數據可得該溫度下,c2=_______,該反應的逆反應速率常數K=_______
(5)科研人員設計了甲烷燃料電池并用于電解。如圖所示,電解質是摻雜了Y2O3與ZrO2的固體,可在高溫下傳導O2-。
①C極的Pt為_______極(選填“陽”或“陰”)。
②該電池工作時負極反應方程式為_______。
③用該電池電解飽和食鹽水,一段時間后收集到標況下氣體總體積為112mL,則電解后所得溶液在25℃時pH=_______(假設電解前后NaCl溶液的體積均為500mL)。18、研究氮和碳的化合物對工業生產和防治污染有重要意義;回答下列問題:
I.(1)化學鍵鍵能數據如下:。化學鍵H-HN=NN-HE/(kJ·mol-1)436946391
合成氨反應的活化能Ea1=254kJ·mol-1,由此計算氨分解反應的活化能Ea2=___________kJ·mol-1。
(2)利用NH3的還原性可以消除氮氧化物的污染;其中除去NO的主要反應如下:
4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(1)ΔH<0某研究小組將2molNH3、3molNO和一定量的O2充入密閉容器中,在Ag2O催化劑表面發生上述反應;NO的轉化率隨溫度變化的情況如圖所示:
①溫度從420K升高到580K用時4min,則此時段內NO的平均反應速率v(NO)=___________。
②在有氧條件下,溫度580K之后NO生成N2的轉化率降低的原因可能是___________。
II.目前有一種新的循環利用方案處理航天員呼吸產生的CO2,是用Bosch反應CO2(g)+2H2(g)=C(s)+2H2O(g)ΔH<0,再電解水實現O2的循環利用。
(3)若要此反應自發進行___________(填“高溫”或“低溫”)更有利。
(4)350℃時,向體積為2L的恒容密閉容器中通入8molH2和4molCO2發生以上反應,若反應起始和平衡時溫度相同(均為350℃),測得反應過程中壓強隨時間的變化如表所示:。時間/min0102030405060壓強6.00P05.60P05.30P05.15P05.06P05.00P05.60P0
①350℃時Bosch反應的Kp=___________(Kp為用氣體的分壓表示的平衡常數;分壓=氣體的體積分數x體系總壓)
②Bosch反應的速率方程:V正=K正·c(CO2)·c2(H2),V逆=K逆·c2(H2O)(k是速率常數,只與溫度有關)。20min時,=____(填“>”“<”或“=”)
(5)利用銅基配合物催化劑電催化還原CO2制備碳基燃料(包括CO、烷烴和酸等)是減少CO2在大氣中累積和實現可再生能源有效利用的關鍵手段之一;其裝置原理如圖所示。
①電池工作過程中,陰極的電極反應式為___________。
②每轉移2mol電子,陽極室溶液質量減輕___________g。19、某校課外活動小組為了探討銅與硝酸的反應設計了如下實驗。
(1)甲同學欲探究銅與稀硝酸反應產生的氣體主要是NO;設計裝置如圖所示(加熱裝置和固定裝置均已略去)。圖中K為止水夾(處于關閉狀態),F是含有一半空氣的注射器。
請回答有關問題:
①裝置A中進行反應時打開止水夾K,當裝置C中_________時,關閉止水夾K,試分析這樣操作的目的是________,A中反應的離子方程式為______________。
②在完成①中的“操作”后,將裝置B中銅絲插入稀硝酸,并微熱之,觀察到裝置B中的現象是__________________,B中反應的離子方程式為____________________。
③為進一步證明產物是NO,將注射器F中的空氣推入E中,看到的現象是_________________。
④裝置G的作用是_____________________。
(2)同學們發現銅與稀;濃硝酸反應所得溶液的顏色不同;并記錄如下:
。將1g細銅絲放入盛有10mL的1mol·L-1HNO3溶液的試管中加熱。
銅絲表面有無色氣體逸出;溶液變為天藍色。
將1g細銅絲放入盛有10mL的14mol·L-1HNO3溶液的試管中。
產生大量紅棕色氣體;溶液變為綠色,綠色由深到淺,未見到藍色。
有同學認為是銅與濃硝酸反應的溶液中溶解了生成的氣體,也有同學認為是溶液中剩余硝酸濃度較大所致,同學們分別設計了以下4個實驗來判斷該看法是否正確,以下方案中可行的是(選填序號字母)____________。
a.向上述綠色溶液中通入氮氣;觀察顏色變化。
b.加水稀釋上述綠色溶液;觀察顏色變化。
c.向飽和的硝酸銅溶液中不斷滴加14mol·L-1HNO3溶液。
d.向飽和硝酸銅溶液中通入濃硝酸與銅反應產生的氣體,觀察顏色變化20、研究二氧化硫;氮氧化物等大氣污染物的治理具有重要意義;請回答下列問題:
I.為減少SO2的排放;將煤轉化為清潔氣體燃料。已知:
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH=-483.6kJ·mol-1
C(s)+O2(g)=CO(g)ΔH=-110.4kJ·mol-1
(1)寫出焦炭與水蒸氣反應的熱化學方程式_________________________。
(2)洗滌含SO2的煙氣,含以下物質的溶液可作洗滌劑的是____________________。
A.NaHSO3B.NaHCO3C.BaCl2D.FeCl3
II.NOx是汽車尾氣中的主要污染物之一。
(3)汽車尾氣中生成NO的反應為:N2(g)+O2(g)?2NO(g)ΔH>0
①T℃時,2L密閉氣缸中充入4molN2和1molO2發生反應,5min后達平衡,測得NO為1mol。計算該溫度下,N2的平均反應速率v(N2)=_______________,反應的平衡常數K=____________。
②如圖曲線a表示該反應在溫度T℃下N2的物質的量隨時間的變化,曲線b表示該反應在某一起始條件改變時N2的物質的量隨時間的變化,則改變的條件可能是____________(寫出一條即可)III.汽車燃油不完全燃燒時會產生CO。
(4)有人設想按2CO(g)=2C(s)+O2(g)反應除去CO,但事實上該反應在任何溫度下都不能實現,由此判斷該反應的ΔH_______0。(填寫“>”;“<”或者“=”)
(5)在汽車尾氣系統中安裝催化轉化器可降低尾氣中污染物的排放,其反應為:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)。已知該反應在570K時的平衡常數的數值為1×1059,但反應速率極慢。為了提高尾氣的凈化效率在實際操作中最可行的措施是_____。
A.升高溫度B.增大壓強C.使用高效催化劑評卷人得分四、工業流程題(共2題,共10分)21、某化學實驗小組從市場購買海帶并設計提碘的流程如圖所示:
請回答下列問題:
(1)操作2包括以下步驟:a.振蕩萃取b.分液c.靜置分層d.加碘溶液和CCl4e.檢漏。
①上述步驟的正確先后順序是______(填編號)。
②完成步驟a時要及時放氣,放氣時分液漏斗下端應_____(填“向上傾斜”或“向下傾斜”),放氣的目的是______。
③步驟b的具體操作是______,再將分液漏斗下面的活塞擰開,使下層液體沿燒杯內壁流下,當下層液體剛好放完時關閉活塞,______。
(2)濃NaOH溶液與I2反應的化學方程式是_____。
(3)加入45%硫酸溶液的作用是______(用離子方程式表示)。
(4)利用如圖所示裝置進行粗碘提純。簡述純化I2的原理:_____。棉花的作用是______。
22、我國青海查爾汗鹽湖蘊藏豐富的鹽業資源。經分析知道,該湖水中含有高濃度的Na+、K+、Mg2+及Cl-等。利用鹽湖水可得到某些物質。其主要工業流程如下:
請根據上述流程;回答下列問題:
(1)利用湖水得到晶體(A)的方法是_________結晶法(填“降溫”或“蒸發”)。
(2)操作Ⅰ的名稱為___________,此操作適用于分離__________________。
(3)本流程中分別采用條件1和條件2獲得不同晶體,所依據的物理量是__________。
a.摩爾質量b.溶解度c.溶解性d.熔沸點。
(4)檢驗鉀肥中是否含有Na+的實驗方法是___________,若含有Na+,能觀察到的現象是___________。若需得到高純度的鉀肥,可以采用的提純方法為_________。
(5)水氯鎂石的化學式可表示為MgCl2·xH2O;若通過實驗確定x,其實驗步驟設計為:
①先稱坩堝質量、再稱_________________質量;
②高溫充分灼燒;
③____________;
④再稱量;
⑤____________操作。根據實驗數據計算χ時;所需的化學方程式為:
MgCl2·xH2O________+________+_________。評卷人得分五、有機推斷題(共1題,共3分)23、G是一種治療心血管疾病的藥物;合成該藥物的一種路線如下。
已知:R1CH2BrR1CH=CHR2
完成下列填空:
(1)寫出①的反應類型_______。
(2)反應②所需的試劑和條件_______。
(3)B中含氧官能團的檢驗方法_______。
(4)寫出E的結構簡式_______。
(5)寫出F→G的化學方程式_______。
(6)寫出滿足下列條件,C的同分異構體的結構簡式_______。
①能發生銀鏡反應;②能發生水解反應;③含苯環;④含有5個化學環境不同的H原子。
(7)設計一條以乙烯和乙醛為原料(其它無機試劑任選)制備聚2-丁烯()的合成路線_______。(合成路線常用的表達方式為:AB目標產物)參考答案一、選擇題(共6題,共12分)1、B【分析】【詳解】
A.室溫下,0.1mol/L的NaHC2O4溶液pH=4,說明的電離作用大于其水解作用,所以c()>c(H2C2O4);A錯誤;
B.根據物料守恒可得c(CH3COO?)+c(CH3COOH)=c(NH3?H2O)+c();B正確;
C.兩種鹽溶液中都存在電荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(X-)+c(OH-),c(Na+)+c(H+)=c(Y-)+c(OH-),兩種溶液的pH(NaX)>pH(NaY),說明溶液中c(H+):前者小于后者,由于兩種溶液中離子濃度都是陽離子濃度的二倍,兩種鹽溶液濃度相同,c(Na+)相同,c(H+)越小,則離子總濃度就越小,故c(X?)+c(OH?)<c(Y?)+c(OH?);C錯誤;
D.=由于其中含有BaSO4、BaCO3,所以向其中加入少量的Ba(NO3)2,溶液中的值不變;仍等于兩種鹽的溶度積常數的比,D錯誤;
故合理選項是B。2、C【分析】【詳解】
A.若氣體為惰性氣體;則分子為單原子分子,就不存在化學鍵,A錯誤;
B.PCl3分子中正負電荷重心不重合,因此PCl3分子是極性分子;B錯誤;
C.氫鍵的鍵長就是指X與Y原子之間的距離,一般定義為的長度;C正確;
D.的價層電子對數是3+=4,且中心O原子上含有1對孤對電子對,所以模型是四面體形;而粒子的立體構型為三角錐形,二者不一致,D錯誤;
故合理選項是C。3、D【分析】【詳解】
A.加入甲醇蒸氣;平衡正向移動,但平衡移動的趨勢是微弱的,平衡移動消耗量遠小于投入量,因此甲醇轉化率會減小,A錯誤;
B.b點時反應未達到平衡,反應正向進行,因此反應速率υ正>υ逆;B錯誤;
C.根據圖象可知:在反應溫度高于85℃后,升高溫度,CO轉化率降低,說明升高溫度化學平衡逆向移動,該反應正反應為放熱反應。溫度越高,化學平衡逆向移動,平衡常數減小,故平衡常數:K(75℃)>K(85℃);C錯誤;
D.溫度升高,化學反應速率增大,反應的物質的濃度越大,反應速率越大。根據圖象可知:b點CO的轉化率比d點小,且反應溫度:b<d,故反應速率:υb逆<υd逆;D正確;
故合理選項是D。4、C【分析】A.稀硝酸的還原產物是一氧化氮,一氧化氮易與氧氣反應生成二氧化氮,選項A錯誤;B.火焰呈黃色,說明是含鈉元素的物質,不能確定是否含有鉀元素,選項B錯誤;C、將Na2O2裹入棉花中,放入充滿CO2的集氣瓶中,Na2O2與CO2的反應為放熱反應,溫度升高,達到棉花的著火點,且有大量氧氣,棉花燃燒,選項C正確;D、弱酸不能制強酸,所以CO2不與強酸鹽反應,所以無沉淀,選項D錯誤。答案選C。5、C【分析】【詳解】
A.圖1所示裝置為過濾裝置;不能分離四氯化碳和水,A項錯誤;
B.氨氣會與硫酸反應;不用用濃硫酸干燥氨氣,B項錯誤;
C.二氧化錳和濃鹽酸在加熱下可以制備氯氣;圖3所示裝置可以完成,C項正確;
D.用圖4所示裝置中鹽酸具有揮發性;最后硅酸的形成,無法判斷是二氧化碳還是鹽酸與硅酸鈉反應制得,D項錯誤;
答案選C。6、C【分析】【分析】
【詳解】
A.O2微溶于水;密度比空氣大;可以排水法或向上排空氣法收集,故不選A;
B.H2難溶于水;密度比空氣小;可以排水法或向下排空氣法收集,故不選B;
C.NH3極易溶于水;不能用排水法收集;故選C;
D.NO難溶于水;用排水法收集,故不選D。
答案選C。二、填空題(共6題,共12分)7、略
【分析】【詳解】
(1)NaHCO3在水溶液中發生電離:NaHCO3=Na++電離產生是會發生電離作用:H++也會發生水解作用:+H2OH2CO3+OH-。發生電離、水解作用都會消耗離子導致c(Na+)>c();電離產生H+使溶液顯酸性;水解產生OH-,使溶液顯堿性。由于其水解作用大于電離作用,最終達到平衡時,溶液中c(OH-)>c(H+),但鹽水解程度是微弱的,主要以鹽電離產生的離子存在,所以c()>c(OH-);溶液中的H+除會電離產生,還有H2O電離產生,而只有電離產生,故離子濃度:c(H+)>c(),因此該溶液中各種離子濃度由大到小的順序為:c(Na+)>c()>c(OH-)>c(H+)>c();
(2)在0.1mol?L-1的NaHR溶液中,存在HR-的電離作用:HR-R2-+H+,電離產生H+使溶液顯酸性,同時也存在著水解中:HR-+H2OH2R+OH-,水解產生OH-,使溶液顯堿性,其平衡常數Kh=<Ka2=5.60×10-8,說明HR-的電離作用大于水解作用;因此NaHR溶液顯酸性;
(3)AlCl3是強酸弱堿鹽,在溶液中會發生水解作用:AlCl3+3H2OAl(OH)3+3HCl,導致溶液變渾濁,由于水解產生HCl,因此根據平衡移動原理,若用固體配制溶液時,將其溶解在一定量的濃鹽酸中,增加了H+的濃度,就可以抑制鹽的水解,然后再加水稀釋,就可以得到澄清溶液;若將AlCl3溶液蒸干,水解平衡正向進行直至水解完全,HCl揮發逸出,得到的固體是Al(OH)3,然后將固體灼燒至恒重,Al(OH)3分解產生Al2O3和H2O,最后得到的固體是Al2O3;
(4)氯化銀在水中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq);Ag+、Cl-都會抑制物質的溶解,溶液中Ag+、Cl-濃度越大;其抑制AgCl溶解的程度就越大。
①100mL0.1mol?L-1鹽酸中c(Cl-)=0.1mol/L;
②100mL0.2mol?L-1AgNO3溶液中c(Ag+)=0.2mol/L;
③100mL0.1mol?L-1氯化鋁溶液中c(Cl-)=0.1mol/L×3=0.3mol/L;
④100mL蒸餾水中不含Cl-、Ag+;對氯化銀在水中溶解無抑制作用。
它們抑制AgCl溶解程度③>②>①>④,AgNO3溶液中含有Ag+,該溶液中含有的c(Ag+)最大;則這四種液體物質中銀離子濃度由大到小的順序是:②>④>①>③;
③中c(Cl-)=0.3mol/L,由于AgCl的溶度積常數Ksp=c(Ag+)·c(Cl-)=1.8×10-10,則該溶液中c(Ag+)==6.0×10-10mol/L。【解析】c(Na+)>c()>c(OH-)>c(H+)>c()酸將AlCl3(s)溶解在較濃的鹽酸中,然后加水稀釋Al2O3②>④>①>③6.0×10-108、略
【分析】【分析】
(1)基態硼原子的電子排布式為1s22s22p1;電子位于1s;2s、2p三個能量不同的能級上;同周期元素,從左到右,第一電離能呈增大的趨勢,由于全充滿和半充滿的緣故,ⅡA族和ⅤA族元素第一電離能大于相鄰元素;
(2)由晶體硼熔點為1873K可知,晶體硼為熔沸點高、硬度大的原子晶體;在硼原子組成的正二十面體結構中,每5個面共用一個頂點,每個面擁有這個頂點的每2個面共用一個B-B鍵,每個面擁有這個B-B鍵的
(3)a.由圖可知;立方相氮化硼中N原子和B原子之間只存在單鍵;
b.由圖可知;六方相氮化硼層間為分子間作用力,分子間作用力小;
c.由圖可知;立方相氮化硼為空間網狀結構,屬于原子晶體;
d.非金屬元素之間易形成共價鍵;
(4)NH4BF4是由NH4+和BF4—構成,NH4+中N原子和其中一個H原子之間存在配位鍵、BF4—中B原子和其中一個F原子之間存在一個配位鍵。
【詳解】
(1)基態硼原子的電子排布式為1s22s22p1;電子位于1s;2s、2p三個能量不同的能級上,則有3種不同能量的電子;同周期元素,從左到右,第一電離能呈增大的趨勢,由于全充滿和半充滿的緣故,ⅡA族和ⅤA族元素第一電離能大于相鄰元素,則介于硼元素與氮元素之間的有Be、C、O三種元素,故答案為:3;3;
(2)由晶體硼熔點為1873K可知,晶體硼為熔沸點高、硬度大的原子晶體;在硼原子組成的正二十面體結構中,每5個面共用一個頂點,每個面擁有這個頂點的每個等邊三角形擁有的頂點為20個等邊三角形擁有的頂點為×20=12;每2個面共用一個B-B鍵,每個面擁有這個B-B鍵的每個等邊三角形占有的B-B鍵為20個等邊三角形擁有的B-B鍵為×20=30;故答案為:12;30;
(3)a.由圖可知;立方相氮化硼中N原子和B原子之間只存在單鍵,則立方相氮化硼中含有σ鍵,不存在π鍵,故錯誤;
b.由圖可知;六方相氮化硼層間為分子間作用力,分子間作用力小,導致其質地軟,故正確;
c.由圖可知;立方相氮化硼為空間網狀結構,屬于原子晶體,故錯誤;
d.非金屬元素之間易形成共價鍵;所以N原子和B原子之間存在共價鍵,故正確;
bd正確,故答案為:bd;
(4)NH4BF4是由NH4+和BF4—構成,NH4+中N原子和其中一個H原子之間存在配位鍵、BF4—中B原子和其中一個F原子之間存在一個配位鍵,所以含有2個配位鍵,則1molNH4BF4含有2mol配位鍵,故答案為:2。【解析】①.3②.3③.原子晶體④.12⑤.30⑥.bd⑦.29、略
【分析】【分析】
由結構簡式可知;分子中含-OH;-COOH、碳碳雙鍵,結合醇、羧酸、烯烴的性質來解答。
【詳解】
(1)該有機物中的-OH、-COOH均與Na反應,金屬鈉過量,則有機物完全反應,1mol該有機物含有2mol羥基和1mol羧基,由2-OH~H2↑、2-COOH~H2↑可知,和過量的金屬鈉反應最多可以生成1.5molH2;
故答案為:1.5mol;
(2)-OH、-COOH均與Na反應,-COOH與NaOH、NaHCO3反應,則1mol該物質消耗1.5molNa、1molNaOH、1molNaHCO3,則n(Na):n(NaOH):n(NaHCO3)=1.5mol:1mol:1mol=3:2:2;
故答案為:3∶2∶2。【解析】①.1.5mol②.3∶2∶210、略
【分析】【詳解】
(1)亞硫酸鈉和硫酸反應生成二氧化硫,反應的方程式為:Na2SO3+H2SO4(濃)═Na2SO4+SO2↑+H2O,生成的二氧化硫含有水蒸氣,可用濃硫酸干燥,用向上排空氣法收集,且用堿石灰吸收尾氣,避免污染環境,則連接順序為a接b;c接f,g接d;
(2)①Na2S2O4中硫元素的化合價為+3;
②由裝置可知;儀器A的名稱為恒壓滴液漏斗;
③實驗時應避免Na2S2O4和HCOONa被氧化,可應先通入二氧化硫,排凈系統中的空氣,防止加熱時Na2S2O4和HCOONa被氧化,也可通一段時間N2;排凈系統中的空氣;
④洗滌連二亞硫酸鈉時應與空氣隔離;洗滌劑可用甲醇或乙醇,洗滌過程為:在無氧環境中,向漏斗中加入甲醇或乙醇至浸沒晶體,待甲醇順利流下,重復2-3次;
⑤設連二亞硫酸鈉理論產率為x;根據硫原子守恒:
2Na2SO3~Na2S2O4
252174
6.3gx
則解得x=4.35g,產率為:【解析】bcfgdNa2SO3+H2SO4(濃)═Na2SO4+SO2↑+H2O+3恒壓滴液漏斗排凈系統中的空氣向漏斗中加入甲醇或乙醇至浸沒晶體,待甲醇順利流下,重復2-3次11、略
【分析】【分析】
(1)甲實驗:根據裝置Ⅰ不要加熱制取氧氣可以知道利用的是雙氧水的分解;過氧化氫在二氧化錳催化作用下分解生成氧氣,I中產生無色氣體并伴隨大量白霧;Ⅲ中有氣泡冒出,溶液迅速變藍說明生成碘單質;
(2)碘離子具有還原性;在酸性條件下能夠被氧化氧化成碘單質,據此寫出反應的離子方程式;
(3)對比乙、丙實驗可以知道,O2與KI溶液發生反應的適宜條件酸性環境;酸溶液中氫離子濃度不同,裝置Ⅲ中出現藍色的速率不同;
(4)證明Ⅰ中產生的氣體中含有雙氧水;氧氣和雙氧水都具有氧化性,需要利用不同性質進行檢驗;
(5)該小組同學取20mL久置的KI溶液;向其中加入幾滴淀粉溶液,結果沒有觀察到溶液顏色變藍,可能是生成的碘單質在堿溶液中發生反應生成碘化鉀;碘酸鉀,驗證是否正確是在未變藍色的溶液中滴入稀硫酸觀察是否變藍。
【詳解】
(1)甲實驗:根據裝置Ⅰ不需要加熱制取氧氣可以知道利用的是雙氧水的分解,過氧化氫在二氧化錳催化作用下分解生成氧氣,向Ⅰ的錐形瓶中加入MnO2固體,向Ⅰ的分液漏斗中加入30%H2O2溶液;連接Ⅰ;Ⅲ,打開活塞,Ⅰ中產生無色氣體并伴隨大量白霧;Ⅲ中有氣泡冒出,溶液迅速變藍說明生成碘單質,故答案為:分液漏斗;
(2)碘離子具有還原性,在酸性條件下能夠被氧化成碘單質,據此寫出反應的離子方程式為:O2+4I-+4H+=2I2+2H2O,故答案為:O2+4I-+4H+=2I2+2H2O;
(3)向裝置Ⅱ中加入KMnO4固體,連接裝置II、III,點燃酒精燈,Ⅲ中有氣泡冒出,溶液不變藍,向Ⅱ中加入KMnO4固體,Ⅲ中加入適量0.1mol·L-1的H2SO4溶液,連接Ⅱ、Ⅲ,點燃酒精燈,Ⅲ中有氣泡冒出,溶液變藍。對比乙、丙實驗可以知道,O2與KI溶液發生反應的適宜條件是:酸性環境;為進一步探究該條件對反應速率的影響;可采取的實驗措施是:使用不同濃度的稀硫酸作對比實驗,故答案為:酸性環境;使用不同濃度的稀硫狻作對比實驗;
(4)A.高錳酸鉀溶液能夠將雙氧水氧化;導致高錳酸鉀溶液褪色,而氧氣不與高錳酸鉀溶液反應,如果高錳酸鉀溶液褪色可證明混合氣體中含有雙氧水,故A正確;
B.氧氣和高錳酸鉀溶液都能夠氧化亞鐵離子;無法證明混合氣體中含有雙氧水,故B錯誤;
C.高錳酸鉀和氧氣都能夠氧化硫化氫;無法用硫化氫檢驗混合氣體中是否含有雙氧水,故C錯誤;
故答案為:A;
(5)KI溶液在空氣中久置的過程中會被緩慢氧化:4KI+O2+2H2O=2I2+4KOH。該小組同學取20mL久置的KI溶液,向其中加入幾滴淀粉溶液,結果沒有觀察到溶液顏色變藍,他們猜想可能是發生了反應的離子方程式為3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O,設計實驗證明他們的猜想是否正確的實驗方案為:在上述未變藍的溶液中滴入0.1mol?L-1H2SO4溶液,觀察現象,若溶液變藍則猜想正確,否則錯誤,故答案為:3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O;在上述未變藍的溶液中滴入0.1mol?L-1H2SO4溶液;觀察現象,若溶液變藍則猜想正確,否則錯誤。
【點睛】
在做探究性實驗的題目時,根據資料,如果沒有得到預期的實驗結果,那么除了資料中給的化學反應,還要考慮酸性或堿性環境的影響,結合題目的上下文進行聯系,綜合考慮得出結論。這是解答此類題目時的難點。【解析】分液漏斗KMnO4固體O2+4I-+4H+=2I2+2H2O酸性環境使用同體積不同濃度的稀硫酸做對比實驗A3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O在上述未變藍的溶液中滴入0.1mol?L-1H2SO4溶液,觀察現象,若溶液變藍則猜想正確,否則錯誤12、略
【分析】【詳解】
(1)NaHCO3在水溶液中發生電離:NaHCO3=Na++電離產生是會發生電離作用:H++也會發生水解作用:+H2OH2CO3+OH-。發生電離、水解作用都會消耗離子導致c(Na+)>c();電離產生H+使溶液顯酸性;水解產生OH-,使溶液顯堿性。由于其水解作用大于電離作用,最終達到平衡時,溶液中c(OH-)>c(H+),但鹽水解程度是微弱的,主要以鹽電離產生的離子存在,所以c()>c(OH-);溶液中的H+除會電離產生,還有H2O電離產生,而只有電離產生,故離子濃度:c(H+)>c(),因此該溶液中各種離子濃度由大到小的順序為:c(Na+)>c()>c(OH-)>c(H+)>c();
(2)在0.1mol?L-1的NaHR溶液中,存在HR-的電離作用:HR-R2-+H+,電離產生H+使溶液顯酸性,同時也存在著水解中:HR-+H2OH2R+OH-,水解產生OH-,使溶液顯堿性,其平衡常數Kh=<Ka2=5.60×10-8,說明HR-的電離作用大于水解作用;因此NaHR溶液顯酸性;
(3)AlCl3是強酸弱堿鹽,在溶液中會發生水解作用:AlCl3+3H2OAl(OH)3+3HCl,導致溶液變渾濁,由于水解產生HCl,因此根據平衡移動原理,若用固體配制溶液時,將其溶解在一定量的濃鹽酸中,增加了H+的濃度,就可以抑制鹽的水解,然后再加水稀釋,就可以得到澄清溶液;若將AlCl3溶液蒸干,水解平衡正向進行直至水解完全,HCl揮發逸出,得到的固體是Al(OH)3,然后將固體灼燒至恒重,Al(OH)3分解產生Al2O3和H2O,最后得到的固體是Al2O3;
(4)氯化銀在水中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq);Ag+、Cl-都會抑制物質的溶解,溶液中Ag+、Cl-濃度越大;其抑制AgCl溶解的程度就越大。
①100mL0.1mol?L-1鹽酸中c(Cl-)=0.1mol/L;
②100mL0.2mol?L-1AgNO3溶液中c(Ag+)=0.2mol/L;
③100mL0.1mol?L-1氯化鋁溶液中c(Cl-)=0.1mol/L×3=0.3mol/L;
④100mL蒸餾水中不含Cl-、Ag+;對氯化銀在水中溶解無抑制作用。
它們抑制AgCl溶解程度③>②>①>④,AgNO3溶液中含有Ag+,該溶液中含有的c(Ag+)最大;則這四種液體物質中銀離子濃度由大到小的順序是:②>④>①>③;
③中c(Cl-)=0.3mol/L,由于AgCl的溶度積常數Ksp=c(Ag+)·c(Cl-)=1.8×10-10,則該溶液中c(Ag+)==6.0×10-10mol/L。【解析】c(Na+)>c()>c(OH-)>c(H+)>c()酸將AlCl3(s)溶解在較濃的鹽酸中,然后加水稀釋Al2O3②>④>①>③6.0×10-10三、原理綜合題(共8題,共16分)13、略
【分析】【詳解】
(1)常溫下,將濃度均為amol/L的酷酸鋰溶液和酷酸溶液等體積混合,根據電荷守恒可得:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+)+c(Li+),則c(CH3COO-)+10b-14mol/L=0.5amol/L+10-bmol/L,整理可得c(CH3COO-)=
(2)根據CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)ΔH3=-41.3kJ/mol可知;△H=反應物的鍵能之和-生成物的鍵能之和,則C≡O的鍵能=(-41.3kJ/mol)+(2×803kJ/mol)+(436kJ/mol)-(2×464kJ/mol)=1072.7kJ/mol;
(3)①2CH3OCH3(g)+4CO(g)+H2(g)CH3COOCH=CH2(g)+2CH3COOH(g)
起始量(mol)0.20.40.100
反應量(mol)2x4xxx2x
平衡量(mol)0.2-2x0.4-4x0.1-xx2x
則
解得x=0.05
0~10min內用CO濃度變化表示的平均反應速率v(CO)=
該溫度下,該反應的平衡常數K=
②A.V正(DME)=v逆(H2);不滿足計量數關系,表明正逆反應速率不相等,該反應沒有達到平衡狀態,故A錯誤;
B.該反應中氣體總質量和體積始終不變;則混合氣體的密度為定值,不能根據密度判斷平衡狀態,故B錯誤;
C.該反應中氣體總質量不變;而氣體的物質的量為變量,當混合氣體的平均相對分子質量不再變化時,表明該反應已經達到平衡狀態,故C正確;
D.c(CO):c(VAC)=4:1;無法判斷各組分的濃度是否繼續變化,則無法判斷平衡狀態,故D錯誤;
答案為:C;
③結合圖象可知;升高溫度,二甲醚的轉化率減小,說明平衡向著逆向移動,則該反應為放熱反應,該反應的△H<0;180℃時,醋酸乙烯選擇性最高,所以最佳的反應溫度為180℃;
④保持溫度不變,向反應釜中通入氬氣增大壓強,由于各組分的濃度不變,則化學平衡不移動。【解析】a/2+10-b-10b-141072.70.01mol·L-1·min-110000C<180℃不14、略
【分析】【詳解】
(1)在10~20min內,O2的濃度由0.79mol/L變為0.60mol/L,減小了0.19mol/L,則根據物質反應轉化關系可知:反應消耗SO2的濃度△c(SO2)=2×0.19mol/L=0.38mol/L,則平均反應速率v(SO2)==0.038mol?L-1?min-1;
該反應的正反應是放熱反應,當升高溫度時,化學平衡逆向移動,化學平衡常數K將減小;
根據表格數據可知:反應在20min時已經達到平衡,在30min后,O2濃度增大,CO2濃度增大了0.08mol/L,方程式物質的化學計量數O2、CO2是1:2,說明改變的條件可能是通入一定量的O2;也可能是適當縮小容器的體積,使化學平衡正向移動,最終達到平衡狀態,故合理選項是AC;
(3)已知:①2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)ΔH1=-113kJ/mol
②6NO2(g)+O3(g)=3N2O5(g)ΔH2=-227kJ/mol
③4NO2(g)+O2(g)=2N2O5(g)ΔH3=-57kJ/mol
根據蓋斯定律,②×2-③×3,整理可得④:2O3(g)=3O2(g)ΔH=-283kJ/mol<0;說明該反應是放熱反應;
將整理可得NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g)ΔH4=-198kJ/mol;
(4)已知:反應I:2NO(g)N2(g)+O2(g)K1=1×1030
反應II:2CO2(g)2CO(g)+O2(g)K2=1×10-92
將反應I-II,整理可得2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g),該反應的化學平衡常數K===2.5×10121;K的數值很大,說明該反應向正方向進行的程度很大,因此該法能有效消除NO;CO尾氣污染;
(5)對于反應NO(g)+NO2(g)+2NH3(g)2N2(g)+3H2O(g),在一定溫度下,在某恒定壓強為P的密閉容器中充入一定量的NO、NO2和NH3,達到平衡狀態后,容器中含n(NO)=amol,n(NO2)=2amol,n(NH3)=2amol,n(N2)=2bmol,且N2(g)的體積分數為根據方程式可知:每反應產生2個N2,就會同時產生3個H2O(g),可由平衡產生n(N2)=2bmol,得到n(H2O)=3bmol,此時氣體的總物質的量n(氣)總=amol+2amol+2amol+2bmol+3bmol=5(a+b)mol,由于N2(g)的體積分數為則解得b=5amol,故平衡時氣體總物質的量為n(氣)總=5(a+b)mol=5(a+5a)=30amol,所以平衡時各種氣體的體積分數為x(NO)=x(NO2)=x(NH3)=x(N2)=x(H2O)=因此此時的平衡常數Kp=【解析】0.038mol?L-1?min-1減小AC放熱-198能由反應I和II的平衡常數,可知2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)的K==2.5×10121數值很大,該反應向正方向進行的程度很大15、略
【分析】【詳解】
(1)反應②的平衡常數隨溫度升高增大;說明升高溫度化學平衡正向進行,則正反應是吸熱反應;
(2)根據蓋斯定律,將反應①+②可得反應③,則平衡常數K3=K1×K2;反應③是氣體體積減小的反應△S<0;
500°C時,K3=K1×K2=2.5×1.0=2.5,800°C時,K3=K1×K2=2.52×0.15=0.375,結合溫度變化分析,隨溫度升高,平衡常數減小,說明升高溫度,化學平衡逆向進行,則可判斷出該反應的正反應是放熱反應,焓變△H<0;所以反應在較低溫度下能自發進行;
(3)根據(2)分析可知:反應③的正反應是氣體體積減小的放熱反應。
A.縮小反應容器的容積;會使體系的壓強增大,增大壓強,化學平衡正向移動,與題目要求的平衡逆向移動不符合,A不符合題意;
B.擴大反應容器的容積;會使體系的壓強減小,減小壓強,化學平衡向氣體體積增大的逆反應方向移動,B符合題意;
C.升高溫度;化學平衡向吸熱的逆反應方向移動,C符合題意;
D.使用合適的催化劑;化學平衡不發生移動,D不符合題意;
E.從平衡體系中及時分離出CH3OH;化學平衡正向移動,E不符合題意;
故合理選項是BC;
(4)根據(2)分析可知在500°C時,K3=2.5。500℃時測得反應③在某時刻,H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的濃度(mol·L-1)分別為0.8、0.1、0.3、0.15,此時的濃度商Qc==0.8789<2.5,說明反應未達到平衡狀態,反應正向進行,所以v正>v逆;
(5)A.反應②的平衡常數隨溫度的升高而增大;說明該反應的正反應為吸熱反應,反應物能量低于生成物,與圖象符合,A正確;
B.反應②是吸熱反應;催化劑改變反應速率不改變化學平衡,平衡狀態不變,圖象不符合事實,B錯誤;
C.①反應2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)的化學平衡常數隨溫度升高減小;說明正反應為放熱反應,反應物能量高于生成物,圖象不符合,故C錯誤;
D.反應③CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)是放熱反應;則反應物能量高于生成物,圖象符合,D正確;
故合理選項是AD。【解析】①.吸熱②.K3=K1?K2③.<④.較低⑤.B、C⑥.>⑦.A、D16、略
【分析】【分析】
【詳解】
(1)已知:CO和H2的燃燒熱分別為?283.0kJ·mol?1、?285.8kJ·mol?1,可得①CO(g)+O2(g)=CO2(g)?H=?283.0kJ·mol?1
②H2(g)+O2(g)=H2O(l)?H=?285.8kJ·mol?1
③H2O(g)=H2O(l)?H=?44kJ·mol?1
根據蓋斯定律,將②-①-③,整理可得CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)?H2=+41.2kJ/mol;答案:+41.2;
(2)A.反應I的正反應是吸熱反應;升高溫度,反應Ⅰ的化學平衡正向移動,使其化學平衡常數增大,A正確;
B.選擇合適的催化劑只能改變反應速率;但不能使化學平衡發生移動,因此不能提高丙烷平衡轉化率,B錯誤;
C.根據(1)計算可知反應Ⅱ熱化學方程式為CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)?H2=+41.2kJ/mol;該反應的正反應是吸熱反應,反應不能自發,C錯誤;
D.該反應的正反應是氣體體積增大的反應;在恒溫恒壓下通入水蒸氣,體系的體積增大,化學平衡正向移動,因此有利于提高丙烷轉化率,D正確;
故合理選項是AD;
(3)對于反應Ⅰ:C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)?H1=+124kJ·mol?1,該反應的正反應是氣體體積增大的吸熱反應,在溫度不變時,增大壓強,化學平衡逆向移動,C3H8的轉化率降低,C3H6含量降低,所以最上邊斜線表示的是壓強為0.1MPa的C3H8的轉化,下邊斜線表示的是0.01MPa的C3H8的轉化。若壓強。
在壓強為0.1MPa,溫度為556℃時,假設丙烷的物質的量是1mol,反應消耗物質的量是x,根據圖象可知丙烷在A點的物質的量分數50%,則平衡時各種氣體的物質的量分別是n(C3H8)=(1-x)mol,n(C3H6)=n(H2)=xmol,由于C3H8的含量是50%,則解得x=氣體總物質的量n(氣)=1+=所以此時的平衡常數Kp==0.0125MPa;
(4)反應Ⅰ須在高溫下進行,但溫度過高時易發生副反應,會導致丙烯選擇性降低,且高溫將加劇催化劑表面積炭,導致催化劑迅速失活。工業上常用CO2氧化C3H8脫氫制取丙烯,這是由于CO2能與H2發生反應Ⅱ;使反應Ⅰ平衡正向移動,從而可提高丙烯產率;
(5)(i)反應為3C3H8+2CrO3=3C3H6+3H2O+Cr2O3;(ii)反應為Cr2O3+3CO2=2CrO3+3CO,總反應方程式為:C3H8(g)+CO2(g)=C3H6(g)+H2O(g)+CO(g)。該工藝可以有效消除催化劑表面的積碳,維持催化劑活性,這是由于C能夠與CO2反應會產生CO,使C脫離催化劑表面,從而可以消除催化劑表面的積炭。【解析】+41.2AD0.0125MPaCO2能與H2發生反應Ⅱ使反應Ⅰ平衡正移,提高丙烯產率CO2+C=2CO,可以消除催化劑表面的積炭17、略
【分析】【分析】
【詳解】
(1)由圖1知①結合②所以
(2)根據圖2知,當溫度為15℃時,次氯酸鈣對甲醛的去除率更高,所以選擇Ca(ClO)2;
(3)①根據圖3,當壓強為p1時,CO的平衡轉化率隨溫度的升高而降低,即溫度升高,平衡逆向移動,又溫度升高,平衡向吸熱方向移動,所以逆反應方向是吸熱反應,則a<0;當溫度為T1時,由p3到p1,CO的平衡轉化率升高,即平衡向氣體系數之和減小的方向移動,此時壓強增大,故壓強由小到大為p321;
②由圖3可以看出;M點與N點的溫度相同,則M點與N點的平衡常數相同,列出三段式:
則
(4)根據表中數據列出方程組:①②③三式聯立解得c2=0.2,k=104;
(5)①圖中左側裝置是原電池;右側裝置是電解質,左側原電池中,下端電極是O2參與反應,該電極是正極,與之相連的C電極是陽極;
②左側原電池中,上端電極是負極,導電介質為O2-離子,電極反應式為
③電解飽和食鹽水的反應式為氣體總體積為112mL,即0.005mol,則生成的氫氣和氯氣分別為0.0025mol,所以生成的NaOH是0.005mol,其濃度為溶液中所以pH=12【解析】+34.5<4.170.2陽1218、略
【分析】【分析】
【詳解】
(1)的又所以
(2)①420K時NO的轉化率為2%,此時消耗的580K時NO的轉化率為59%,此時消耗的此時間段內NO的變化量為1.77mol-0.06mol=1.71mol,容積的體積為2L,反應速率為
根據圖像可知,在有氧條件下,溫度580K之后NO生成N2的轉化率降低,由于該反應為放熱反應,溫度升高,平衡逆向進行,導致NO轉化率降低,也可能是溫度升高發生了副反應4NH3+7O2=4NO2+6H2O或催化劑活性降低;都有可能導致NO轉化率降低;
(3)該反應的根據知;該反應在低溫條件下進行;
(4)①結合三段式計算平衡狀態氣體的物質的量;設達到平衡狀態消耗二氧化碳的物質的量為x;
氣體壓強之比等于物質的量之比,解得x=2mol,則平衡時n(CO2)=2mol,n(H2)=4mol,P=5.00P0,CO2%=20%,H2%=40%,H2O%=40%,
②30min時,圖表數據表明反應正向進行,則有所以
(5)電池工作中,陰極上CO2得到電子被還原,結合氫離子轉化為HCOOH,電極反應是為Pt電極上H2O轉化為O2,發生氧化反應為陽極,電極反應為陽極室質量減輕是因為釋放出氧氣,O2-4e-,所以轉移2mol電子,生成的O2為0.5mol,即為8g【解析】300平衡逆向進行低溫>8g19、略
【分析】(1)由實驗裝置及流程可知,A中發生硝酸與碳酸鈣的反應生成二氧化碳,因燒瓶中有空氣,則生成的NO能與氧氣反應生成二氧化氮,利用A裝置反應生成的二氧化碳氣體趕凈裝置中的空氣避免對一氧化氮氣體檢驗的干擾;B中發生Cu與硝酸的反應生成NO、硝酸銅,E中收集到無色氣體NO,利用F充入空氣,可檢驗NO的生成;C裝置可檢驗二氧化碳充滿B、E裝置;D裝置為尾氣處理裝置,吸收氮的氧化物,防止污染空氣。①裝置A中進行反應時打開止水夾K,當裝置C中產生白色沉淀時,關閉止水夾K,這樣操作的目的是利用生成的CO2將整個裝置內的空氣趕盡,避免NO和O2反應生成NO2,對氣體產物的觀察產生干擾,A中反應的離子方程式為CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O。②在完成①中的“
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